Aplicando Feijões ao PCM e às Tecnologias Ópticas do Armazenamento De Dados

Published on September 16, 2010 at 8:57 PM

A capacidade de materiais da fase-mudança a prontamente e rapidamente transição entre fases diferentes fez-lhes o artigo de valor como uma fonte da baixa potência de armazenamento de dados permanente ou “instantâneo” da memória e.

Uma classe nova inteira de materiais da fase-mudança tem sido descoberta Agora por pesquisadores com o Laboratório Nacional de Lawrence Berkeley (Laboratório de Berkeley) e a Universidade Da California (UC) Berkeley que poderiam ser aplicados às tecnologias da memória de acesso aleatório de mudança de fase (PCM) e possivelmente ao armazenamento de dados óptico também. Os materiais novos da fase-mudança - ligas nanocrystal de um metal e de um semicondutor - são chamados “Feijões,” para nanostructures binários da eutectic-liga.

Este diagrama esquemático mostra as curvas da entalpia esboçadas para as fases líquidas, cristalinas e amorfas de uma classe nova de nanomaterials chamados “Feijões” para a Eutectic-Liga Binária Nanostructures. (Cortesia de Imagem de Daryl Chrzan)

De “mudanças Fase nos Feijões, comutando os de cristalino aos estados amorfos e de volta cristalinos, pode ser induzido em uma matéria dos nanossegundos pela corrente elétrica, laser ou uma combinação de ambos,” diz Daryl Chrzan, um físico que guardare nomeações comum com Divisão de Ciências dos Materiais do Laboratório de Berkeley e Departamento de Uc Berkeley da Ciência e da Engenharia de Materiais. “Trabalhando com os nanoparticles do estanho do germânio encaixados no silicone como nossos Feijões iniciais, nós podíamos estabilizar as fases contínuas e amorfas e podíamos ajustar a cinética do interruptor entre os dois simplesmente alterando a composição.”

Chrzan é o autor correspondente em um relatório de papel os resultados desta pesquisa que foi publicada no jornal NanoLetters intitulado “Liga Eutectic Binária Encaixada Nanostructures: Uma Classe Nova de Materiais da Mudança de Fase.”

Co-Sendo o autor do papel com Chrzan eram Swanee Shin, Guzman Juliano, Chun-Wei Yuan, Christopher Liao, Cosima Boswell-Koller, Pedra de Peter, Oscar Dubon, Menor de Andrew, Masashi Watanabe, Jeffrey Beeman, Parentes Yu, Ager de Joel e Eugene Haller.

“O Que nós mostramos somos que os nanostructures eutectic binários da liga, tais como pontos do quantum e nanowires, podem servir como os materiais da mudança de fase,” Chrzan diz. “A chave ao comportamento que nós observamos é o encaixotamento dos nanostructures dentro de uma matriz de volumes do nanoscale. A presença desta relação do nanostructure/matriz torna possível um rápido refrigerando isso estabiliza a fase amorfa, e igualmente permite-nos de ajustar a cinética da transformação do material da fase-mudança.”

Uma liga eutectic é um material metálico que derreta na mais baixa temperatura possível para sua mistura de componentes. O composto de estanho do germânio é uma liga eutectic que seja considerada pelos investigador como um material prototípico da fase-mudança porque pode existir na temperatura ambiente em um estado cristalino estável ou em um estado amorfo metastable. Chrzan e seus colegas encontraram que quando os nanocrystals do estanho do germânio foram encaixados dentro do silicone amorfo os nanocrystals formaram um nanostructure bilobed que fosse semicondutor cristalino metálico e meio parcialmente cristalino.

Do “o derretimento de seguimento refrigerando do laser pulsado Rapid estabiliza um estado metastable, amorfo, compositiva misturado da fase na temperatura ambiente, quando o aquecimento moderado seguido refrigerar mais lento retornar os nanocrystals a seu estado cristalino bilobed inicial,” Chrzan diz. “O silicone actua como um tubo de ensaio pequeno e muito limpo que limite os nanostructures de modo que as propriedades da relação de BEAN/silica possam ditar as propriedades originais da fase-mudança.”

Quando não caracterizarem ainda directamente as propriedades de transporte eletrônicas do bilobed e estruturas amorfas do FEIJÃO, dos estudos em sistemas relacionados Chrzan e seus colegas esperam que o transporte assim como as propriedades ópticas destas duas estruturas serão substancialmente diferentes e que este a diferença será ajustável com as alterações da composição.

“No estado ligado amorfo, nós esperamos o FEIJÃO indicar normal, condutibilidade metálica,” Chrzan diz. “No estado bilobed, o FEIJÃO incluirá umas ou várias barreiras de Schottky que podem ser feitas para funcionar como um diodo. Para fins do armazenamento de dados, a condução metálica poderia significar um zero e uma barreira de Schottky poderia significar esse.”

Chrzan e seus colegas estão investigando agora se os Feijões podem sustentar fase-mudanças repetidas e se a comutação para a frente e para trás entre as estruturas bilobed e amorfas pode ser incorporada em uma geometria do fio. Igualmente querem modelar o fluxo da energia no sistema e usar então isto que modela para costurar pulsos claros/actuais para propriedades as melhores da fase-mudança.

As caracterizações in situ da microscopia de elétron de Transmissão das estruturas do FEIJÃO foram realizadas no Centro Nacional do Laboratório de Berkeley para a Microscopia de Elétron, em um dos primeiros centros do mundo para a microscopia de elétron e no microcharacterization.

Last Update: 12. January 2012 10:58

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